论文部分内容阅读
现代的无线通信系统都无一例外地需要先进的纠错编码技术来提高传输信息的可靠性。LDPC码和Turbo码作为两类性能接近香农极限的纠错码而受到广泛的研究。虽然目前各种通信标准采用了不同的信道编码方案,但面向未来,不同通信标准的融合与互补将是大势所趋,而很多的通信标准也不仅仅采用一种码字作为纠错方案。因此,在单模译码器发展日趋成熟的现在,有必要研究具有兼容性的多模式多标准译码器。在此背景下,本论文致力于研究并实现具有高效性能的资源节约型LDPC码/Turbo码双模译码器。首先,本文研究比较了LDPC码和Turbo码不同的译码算法,选取合适的算法作为双模译码算法。根据双模译码算法对非线性函数的不同处理,可分为查表近似法(LUT-log-MAP)和最值近似法(MAX-log-MAP)。本文结合了这两种算法的优劣势,提出了对状态度量信息计算和外信息计算采取不同简化方式的MIX-log-MAP算法。由仿真结果可得,MIX-log-MAP算法性能相较于MAX-log-MAP算法提高了0.2d B(误码率以10-3为标准),而与LUT-log-MAP算法相比,MIX-log-MAP算法在省去大量查表运算的同时,性能仅损失了0.1dB。其次,本文将新算法MIX-log-MAP应用于双模译码器实现,并根据LDPC码/Turbo码的译码流程的相似性,设计了各个共享计算模块,包括分支度量模块、状态度量模块和外信息模块。根据MIX-log-MAP的简化方式,每个SISO单元仅在状态度量模块调用了16个查找表。相较于文献[51]的每个SISO单元需调用54个查找表,本文节约了近70%的查找表数量。最后,针对以往的研究主要集中于分量译码器内部这个问题,本文研究Turbo码交织网络与LDPC码移位网络之间的联系,发现可以用LDPC码的移位器求Turbo码的块内置换地址。本文设计的双模数据重组网络,是设计资源节约型双模译码器的有益之举,而且相对于传统的Turbo码交织地址实时计算法,本文所用方法消耗逻辑器件大约减少了8.5%。以设计高性能低消耗的双模译码器为基本理念,本文的设计可支持WIMAX标准下不同码率的LDPC码译码,和3GPP LTE、TD-LTE标准不同码长的Turbo码译码。总结来说,本文设计的译码器在改进算法复杂度的同时不仅实现了计算模块的共享共用,还创新性地提出将LDPC码的移位网络和Turbo码的交织网络合并成一个双模数据重组网络结构,为日后双模译码器各个模块的共享共用开辟了更为广阔的研究方向。